KR102652441B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장치 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하면서도, 내로우(narrow) 베젤 구현이 가능한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것으로, 제1 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 상에 마련되는 평탄화층 및 평탄화층 상에 마련되며, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기 발광 소자층을 포함하고, 평탄화층은 제1 수분 흡수 물질을 포함한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치가 상용화되고 있다. 이러한, 평판 표시 장치 중에서 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성으로 인하여 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 테블릿 컴퓨터, 모니터, 스마트 폰, 휴대용 디스플레이 기기, 휴대용 정보 기기 등의 표시 장치로 널리 사용되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode: 20)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode: 40) 사이에 유기 발광층(30)이 구비된 구조를 가지며, 음극(20)에서 발생된 전자 및 양극(40)에서 발생된 정공이 유기 발광층(30) 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광하는 원리를 이용한 표시 장치이다.
양극(40)은 하부에 배치되는 박막 트랜지스터(T)와 연결되며, 양극(40)과 박막 트랜지스터(T) 사이에는 박막 트랜지스터(T) 상부를 평탄화하기 위한 평탄화층(10)이 배치된다. 또한, 음극(20) 상에는 수분에 취약한 유기 발광층(30)을 보호하기 위한 봉지층(50)이 마련되며, 봉지층(50)은 평탄화층(10)의 측면까지 마련된다.
그러나, 종래의 유기 발광 표시 장치는 봉지층(50)을 형성하는 공정에서 얼라인(align) 오차가 발생하거나, 봉지층(50)의 스탭 커버리지(step coverage) 특성이 좋지 않아 봉지층(50)이 평탄화층(10)의 측면을 덮지 못하고 평탄화층(10)이 노출될 수 있다. 스텝 커버리지는 단차가 형성된 부분에서도 끊기지 않고 층이 이어지도록 형성되는 것을 가리킨다. 따라서, 종래의 유기 발광 표시 장치는 노출된 평탄화층(10)으로 수분이 침투할 수 있으며, 평탄화층(10)을 통해 유기 발광층(30)에 수분이 영향을 주어 유기 발광 표시 장치의 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 유기 발광층에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 제1 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 상에 마련되는 평탄화층 및 평탄화층 상에 마련되며, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기 발광 소자층을 포함하고, 평탄화층은 제1 수분 흡수 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치는 평탄화층에 제1 수분 흡수 물질을 포함함으로써, 평탄화층이 봉지층 밖으로 노출되더라도 평탄화층에 포함된 상기 제1 수분 흡수 물질이 수분을 흡수하여, 수분이 유기 발광 소자에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치는 댐에서 일차적으로 수분을 차단하고, 평탄화층에서 이차적으로 수분을 차단함으로써, 유기 발광 소자를 수분으로부터 보호할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치는 댐 두께를 넓히지 않고도 수분 침투 방지 기능을 수행할 수 있기 때문에, 내로우 베젤(narrow bezel) 구현이 가능하여 미감이 증진되고, 비슷한 크기의 제품에서 실제 화면이 넓어지는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 2은 본 발명의 일 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3는 도 2의 제1 기판의 표시영역과 비 표시영역, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 4은 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 I-I’선에 의한 단면도로서, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 II-II’선에 의한 단면도로서, 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 2은 본 발명의 일 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3는 도 2의 제1 기판의 표시영역과 비 표시영역, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 4은 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 I-I’선에 의한 단면도로서, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 II-II’선에 의한 단면도로서, 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명의 일 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 보여주는 사시도이고, 도 3는 도 2의 제1 기판의 표시영역과 비 표시영역, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다. 도 2 및 도 3에서 X축은 게이트 라인과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 라인과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 유기 발광 표시 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시패널(100), 게이트 구동부(200), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(310), 연성필름(330), 회로보드(350), 및 타이밍 제어부(400)를 포함한다.
상기 표시패널(100)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 포함한다. 제2 기판(120)과 마주보는 제1 기판(110)의 일면 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들 및 화소들이 형성된다. 화소들은 복수의 서브 화소들을 포함하며, 복수의 서브 화소들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에 형성된다.
복수의 서브 화소들 각각은 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 복수의 서브 화소들 각각은 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 게이트 라인의 게이트 신호에 의해 턴-온되는 경우 데이터 라인을 통해 데이터 전압을 공급받는다. 복수의 서브 화소들 각각은 데이터 전압에 따라 유기 발광 소자로 흐르는 전류를 제어하여 유기 발광 소자를 소정의 밝기로 발광시킨다.
표시패널(100)은 도 3와 같이 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비 표시영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다. 비 표시영역(NDA)에는 게이트 구동부(200)와 패드들이 형성될 수 있다.
상기 게이트 구동부(200)는 타이밍 제어부(400)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(200)는 표시패널(100)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비 표시영역(NDA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(200)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(100)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비 표시영역(NDA)에 부착될 수도 있다.
상기 소스 드라이브 IC(310)는 타이밍 제어부(400)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력 받는다. 소스 드라이브 IC(310)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(310)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(330)에 실장 될 수 있다.
표시패널(100)의 비 표시영역(NDA)에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 형성될 수 있다. 상기 연성필름(330)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(310)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(350)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(330)은 이방성 도전 필름(anisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(330)의 배선들이 연결될 수 있다.
상기 회로보드(350)는 연성필름(330)들에 부착될 수 있다. 회로보드(350)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장 될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(350)에는 타이밍 제어부(400)가 실장 될 수 있다. 회로보드(350)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
상기 타이밍 제어부(400)는 회로보드(350)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력 받는다. 타이밍 제어부(400)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(310)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(400)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(310)들에 공급한다.
도 4은 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다. 도 5는 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다. 이는 도 4에 도시된 I-I’선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시영역(DA)과 비 표시영역(NDA)을 포함한다.
상기 표시영역(DA)은 복수의 게이트 라인(미도시)과 복수의 데이터 라인(미도시)에 의해 교차되는 화소 영역마다 형성된 복수의 화소(미도시)로 이루어진다. 이러한 표시영역(DA)은 제1 기판(110) 상에 박막 트랜지스터(T), 보호층(PAS), 평탄화층(PAC), 유기 발광 소자층(OLED), 뱅크(BNK), 봉지층(INC), 충진층(FL), 컬러필터(CF), 차광층(BM), 및 제2 기판(120)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 유리가 주로 이용되지만, 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있다. 폴리이미드를 상기 제1 기판(110)의 재료로 이용할 경우에는, 상기 제1 기판(110) 상에서 고온의 증착 공정이 이루어짐을 감안할 때, 고온에서 견딜 수 있는 내열성이 우수한 폴리이미드가 이용될 수 있다.
이러한 제1 기판(110) 상에는 버퍼층(미도시)이 추가로 마련될 수 있다. 버퍼층은 제1 기판(110) 상부 전면에 마련될 수 있다. 버퍼층은 투습에 취약한 제1 기판(110)으로부터 표시패널(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 버퍼층은 제1 기판(110)으로부터 금속 이온 등의 불순물이 확산되어 박막 트랜지스터(T)의 액티브층(ACT)에 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 버퍼층은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), SiON(silicon oxynitride) 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 제1 기판(110) 상에 배치된다. 일 예에 따른 박막 트랜지스터(T)는 액티브층(ACT), 게이트 절연막(GI), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
상기 액티브층(ACT)은 표시영역(DA)에 배치된 제1 기판(110) 상에 마련된다. 액티브층(ACT)은 게이트 전극(GE)과 중첩되도록 배치된다. 액티브층(ACT)은 소스 전극(SE) 측에 위치한 일단 영역(A1), 드레인 전극(DE) 측에 위치한 타단 영역(A2), 및 일단 영역(A1)과 타단 영역(A2) 사이에 위치한 중심 영역(A3)으로 구성될 수 있다. 중심 영역(A3)은 도펀트가 도핑되지 않은 반도체 물질로 이루어지고, 일단 영역(A1)과 타단 영역(A2)은 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT) 상에 마련된다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)과 게이트 전극(GE)을 절연시키는 기능을 한다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)을 덮으며, 표시영역(DA) 전면에 형성될 수 있다. 게이트 절연막(GI)은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), SiON(silicon oxynitride) 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI) 상에 마련된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 액티브층(ACT)의 중심 영역(A3)과 중첩된다. 게이트 전극(GE)은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(미도시)이 추가로 마련될 수 있다. 층간 절연막은 게이트 전극(GE)을 포함한 표시영역(DA) 전면에 마련될 수 있다. 층간 절연막은 게이트 절연막(GI)과 동일한 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), SiON(silicon oxynitride) 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 보호층(PAS)은 게이트 전극(GE) 상에 마련된다. 보호층(PAS)은 박막 트랜지스터(T)를 보호하는 기능을 수행한다. 보호층(PAS)은 무기절연물질 SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), SiON(silicon oxynitride) 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 보호층(PAS)상에서 서로 이격되어 마련된다. 보호층(PAS)에는 액티브층(ACT)의 일단 영역(A1) 일부를 노출시키는 제1 콘택홀(CNT1) 및 액티브층(ACT)의 타단 영역(A2) 일부를 노출시키는 제2 콘택홀(CNT2)이 구비된다. 소스 전극(SE)은 제1 콘택홀(CNT1)을 통해서 액티브층(ACT)의 일단 영역(A1)과 연결되고, 드레인 전극(DE)은 제2 콘택홀(CNT2)을 통해서 액티브층(ACT)의 타단 영역(A2)과 연결된다.
상술한 박막 트랜지스터(T)의 구성은 앞서 설명한 예에 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
상기 평탄화층(PAC)은 보호층(PAS) 상에 마련된다. 평탄화층(PAC)은 보호층(PAS) 상부를 평탄하게 해주는 기능을 수행한다. 평탄화층(PAC)은 유기절연물질 예를 들어, 아크릴계 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin)등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 종래의 유기 발광 표시 장치는 수분에 취약한 유기 발광층(EL)을 보호하기 위해 평탄화층(PAC)의 측면까지 봉지층(INC)이 마련되지만, 봉지층(INC)을 형성하는 공정에서 얼라인(align) 오차가 발생하거나, 봉지층(INC)의 스탭 커버리지(step coverage) 특성이 좋지 않아 봉지층(INC)이 평탄화층(PAC)의 측면을 덮지 못하고 평탄화층(PAC)이 노출될 수 있다. 스텝 커버리지는 단차가 형성된 부분에서도 끊기지 않고 층이 이어지도록 형성되는 것을 가리킨다. 따라서, 종래의 유기 발광 표시 장치는 노출된 평탄화층(PAC)으로 수분이 침투할 수 있으며, 평탄화층(PAC)을 통해 유기 발광층(EL)에 수분이 영향을 주어 유기 발광 표시 장치의 신뢰성이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 평탄화층(PAC)에 제1 수분 흡수 물질(GT1)을 포함함으로써, 평탄화층(PAC)이 봉지층(INC) 밖으로 노출되더라도 평탄화층(PAC)에 포함된 상기 제1 수분 흡수 물질(GT1)이 수분을 흡수하여, 유기 발광층(EL)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 평탄화층(PAC)에 포함되어, 외부 또는 후술되는 댐(DAM)으로부터 침투되는 수분을 흡수한다. 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 수분을 흡수할 수 있도록 친수성 작용기를 가질 수 있으며, 친수성 작용기로 카르복실기(carboxyl group), 아미노기(amino group), 수산화기(hydroxyl group) 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 무기물, 예를 들어, 알루미나(Al2O3), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 등의 산화 무기물일 수 있다. 그러나, 평탄화층(PAC)에 무기물의 수분 흡수 물질을 포함할 경우, 수분을 흡수한 무기물이 팽창하면서 평탄화층(PAC)에 굴곡이 발생하여, 보호층(PAS) 상부가 평탄화되지 못할 수 있다. 보호층(PAS) 상부가 평탄화되지 못할 경우, 평탄화층(PAC) 상에 형성되는 유기 발광 소자층(OLED)에 영향을 주어 화소 불량이 발생할 수 있다. 또한, 평탄화층(PAC)에 무기물의 수분 흡수 물질을 포함할 경우, 높은 경도 및 강성을 갖는 무기물이 팽창하면서 평탄화층(PAC)에 크랙(crack)이 발생하거나, 평탄화층(PAC)과 하부층 간의 박리현상이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 나노(nano) 단위의 작은 크기를 갖는다. 작은 크기를 갖는 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 수분을 흡수하여 팽창하더라도 평탄화층(PAC)의 빈공극을 메우는 정도로만 팽창하여 평탄화층(PAC)의 손상을 방지할 수 있다. 이러한, 작은 크기의 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 고체상태에서 그라인딩(grinding) 공정으로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 유기물로 구성된다. 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 유기물이기 때문에 무기물보다 낮은 경도 및 강성을 가지며, 수분을 흡수하여 팽창하더라도 평탄화층(PAC)에 크랙(crack)을 발생시키거나 박리현상을 발생시킬 정도의 스트레스를 거의 가하지 않는다.
본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 일 예로, 고흡수성 폴리머(super absorption polymer; SAP)로 구성될 수 있다.
상기 고흡수성 폴리머(SAP)는 3차원 망상 구조를 가지며 다수의 친수성 작용기를 갖는 폴리머로서, 수분 내에서 용해되지는 않으나 다량의 수분을 흡수할 수 있는 물질을 가리킨다. 고흡수성 폴리머(SAP)는 자신의 무게보다 수십 배에서 수천 배까지 수분을 흡수할 수 있기 때문에, 제1 수분 흡수 물질(GT1)을 고흡수성 폴리머(SAP) 입자로 구성하는 경우, 유기 발광 소자(OLED)로 수분이 침투되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 고흡수성 폴리머(SAP)는 연성을 가지며, 수분을 흡수한 이후에는 액체와 고체의 중간 상태인 겔(gel) 상태가 된다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 고흡수성 폴리머(SAP)가 수분을 흡수하여 팽창하더라도, 평탄화층(PAC)에 스트레스를 거의 가하지 않는다.
또한, 고흡수성 폴리머(SAP)는 무기물에 비해서 매우 많은 양의 수분을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 무기물을 사용하는 경우에 비해, 적은 양의 수분 흡수 입자를 사용하고도 큰 수분 흡수 효과를 가질 수 있으며, 수분 흡수 입자에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.
이러한, 본 발명의 제1 예에 따른 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 폴리아크릴엑시 재료에 소듐크로라이드를 도핑한 물질, the polymerization of acrylic acid blended with sodium hydroxide, polyacrylamide copolymer, ethylene maleic anhydride copolymer, cross-linked carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol copolymers, starch grafted copolymer of polyacrylonitrile등 일 수 있다.
상기 유기 발광 소자층(OLED)은 박막 트랜지스터(T) 상에 마련된다. 유기 발광 소자층(OLED)은 제1 전극(AND), 유기 발광층(EL), 및 제2 전극(CAT)을 포함한다.
상기 제1 전극(AND)은 평탄화층(PAC) 상에 마련된다. 제1 전극(AND)은 평탄화층(PAC)에 마련된 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 일 예에 따른 제1 전극(AND)은 일함수 값이 큰 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3와 같은 투명 도전 물질로 이루어짐으로써 양극(anode)의 역할을 할 수 있다.
상기 유기 발광층(EL)은 제1 전극(AND) 상에 마련된다. 유기 발광층(EL)은 뱅크(BNK)에 의해 정의되는 개별 화소 영역에 마련된다. 일 예에 따른 유기 발광층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 나아가, 유기 발광층(EL)에는 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 적어도 하나 이상의 기능층이 더 포함될 수도 있다.
상기 제2 전극(CAT)은 유기 발광층(EL) 상에 마련된다. 제2 전극(CAT)은 화소 영역별로 구분되지 않고 전체 화소에 공통되는 전극 형태로 구성될 수 있다. 즉, 제2 전극(CAT)은 유기 발광층(EL) 뿐만 아니라 뱅크(BNK) 상에도 구비될 수 있다. 이러한 제2 전극(CAT)은 제1 전극(AND)과 함께 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 발광층으로 이동되며, 발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 제2 전극(CAT)은 유기 발광 표시 장치의 음극(cathode)으로 기능할 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물로 이루어지는 불투명 금속 재질로 구성될 수 있다.
상기 뱅크(BNK)는 평탄화층(PAC) 상에 마련된다. 뱅크(BNK)는 서로 인접한 제1 전극(AND)들 사이에 마련되어, 제1 전극(AND)을 구획한다. 뱅크(BNK)는 서로 인접한 제1 전극(AND)들을 전기적으로 절연할 수 있다. 뱅크(BNK)는 유기절연물질 예를 들어, 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 아크릴계 수지(acryl resin), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 봉지층(INC)은 제2 전극(CAT) 상에 전체적으로 배치된다. 봉지층(INC)은 후술되는 댐(DAM)과 중첩되도록 배치될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 봉지층(INC)은 외부에서 유입될 수 있는 수분 등의 침투를 막아 유기 발광층(EL)의 열화를 방지한다. 봉지층(INC)은 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 등의 금속 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 재료가 이용될 수 있다.
상기 충진층(FL)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 공간에 채워지며, 댐(DAM)에 의해서 충진층(FL)은 유기 발광 표시 장치의 바깥으로 퍼지지 않는다. 충진층(FL)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 배치되어 광 손실을 방지하고, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 간의 접착력을 증가시킨다.
상기 컬러필터(CF)는 봉지층(INC)과 제2 기판(120) 사이에 배치된다. 컬러필터(CF)는 유기 발광층(EL) 상에 배치되어, 유기 발광층(EL)에서 발광하는 화이트(white) 광의 색을 변환시킨다. 이때, 컬러필터(CF)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터로 이루어질 수 있다.
상기 차광층(BM)은 봉지층(INC)과 제2 기판(120) 사이에 배치된다. 차광층(BM)은 유기 발광층(EL)과 중첩되지 않도록 컬러필터(CF) 측면에 배치되어, 광이 비 표시영역(NDA)으로 새어나가는 것을 방지한다.
상기 비 표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 외곽에 마련되며, 표시영역(DA)으로 신호를 인가하기 위한 구동부가 배치된다. 이러한 비 표시영역(NDA)은 제1 및 제2 기판(110, 120), 보호층(PAS), 댐(DAM), 및 측면 실링 부재(미도시)를 포함한다. 이때, 제1 및 제2 기판(110, 120), 및 보호층(PAS)은 표시영역(DA)에서 연장되어 배치된다. 한편, 평탄화층(PAC), 제2 전극(CAT), 봉지층(INC), 충진층(FL), 및 차광층(BM)은 표시영역(DA)에서 연장되어 비 표시영역(NDA)까지 마련될 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니고 표시영역(DA)에만 배치될 수도 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 댐(DAM), 희생층(SL), 및 측면 실링 부재(미도시)에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 댐(DAM)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120) 사이에 배치된다. 댐(DAM)은 표시영역(DA)을 둘러싸는 프레임 형태를 가질 수 있다. 댐(DAM)은 평탄화층(PAC), 제2 전극(CAT), 및 봉지층(INC)과 일부 중첩될 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 댐(DAM)이 평탄화층(PAC)과 중첩되는 경우, 댐(DAM)에서 흡수되지 못한 수분이 평탄화층(PAC)으로 투습되어 제1 수분 흡수 물질(GT1)에 의해 흡수될 수 있다. 이러한, 댐(DAM)은 충진층(FL)이 유기 발광 표시 장치의 바깥으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 댐(DAM)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착한다.
이러한, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 댐(DAM)은 접착 레진 및 제2 수분 흡수 물질(G2T)을 포함한다.
상기 접착 레진은 실런트(sealant)로 이루어질 수 있으며, 실런트를 이용한 사이드 실링 공정으로 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착할 수 있다. 일 예에 따른 접착 레진은 열경화와 자외선(UV) 경화성 레진으로, 열경화 촉진제 및/또는 광개시제가 첨가된 에폭시계 또는 아크릴계 레진일 수 있다.
상기 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 댐(DAM)에 포함되어, 외부로부터 침투되는 수분을 흡수한다. 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 접착 레진과 혼합되어 형성됨으로써, 댐(DAM)은 접착 레진이 경화된 후 접착 레진 내에 제2 수분 흡수 물질(GT2)이 포함되는 구조를 가진다. 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 접착 레진 내에 균일하게 분포될 수 있다.
제2 수분 흡수 물질(GT2)은 수분을 흡수할 수 있도록 친수성 작용기를 가질 수 있으며, 친수성 작용기로 카르복실기(carboxyl group), 아미노기(amino group), 수산화기(hydroxyl group) 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 무기물, 예를 들어, 알루미나(Al2O3), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 등의 산화 무기물일 수 있다. 그러나, 댐(DAM)에 무기물의 수분 흡수 물질을 포함할 경우, 수분을 흡수한 무기물이 팽창하면서 댐(DAM)에 굴곡이 발생하여, 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120)과 박리현상이 발생할 수 있다. 또한, 댐(DAM)에 무기물의 수분 흡수 물질을 포함할 경우, 높은 경도 및 강성을 갖는 무기물이 팽창하면서 댐(DAM)에 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 댐(DAM)에 크랙이 발생하면서 부피가 증가하고, 댐(DAM)과 중첩되는 평탄화층(PAC)에도 크랙(crack)이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 유기물로 구성될 수 있다. 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 유기물이기 때문에 무기물보다 낮은 경도 및 강성을 가지며, 수분을 흡수하여 팽창하더라도 댐(DAM)에 크랙(crack)을 발생시키거나 박리현상을 발생시킬 정도의 스트레스를 거의 가하지 않는다.
본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 일 예로, 고흡수성 폴리머(super absorption polymer; SAP)로 구성될 수 있다.
상기 고흡수성 폴리머(SAP)는 3차원 망상 구조를 가지며 다수의 친수성 작용기를 갖는 폴리머로서, 수분 내에서 용해되지는 않으나 다량의 수분을 흡수할 수 있는 물질을 가리킨다. 고흡수성 폴리머(SAP)는 자신의 무게보다 수십 배에서 수천 배까지 수분을 흡수할 수 있기 때문에, 제1 수분 흡수 물질(GT1)을 고흡수성 폴리머(SAP) 입자로 구성하는 경우, 유기 발광 소자(OLED)로 수분이 침투되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 고흡수성 폴리머(SAP)는 연성을 가지며, 수분을 흡수한 이후에는 액체와 고체의 중간 상태인 겔(gel) 상태가 된다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 고흡수성 폴리머(SAP)가 수분을 흡수하여 팽창하더라도, 댐(DAM)에 스트레스를 거의 가하지 않으며, 접착력이 높은 고밀도의 접착 레진을 적용할 수 있다.
또한, 고흡수성 폴리머(SAP)는 무기물에 비해서 매우 많은 양의 수분을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 무기물을 사용하는 경우에 비해, 적은 양의 수분 흡수 입자를 사용하고도 큰 수분 흡수 효과를 가질 수 있으며, 수분 흡수 입자에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.
이러한, 본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 폴리아크릴엑시 재료에 소듐크로라이드를 도핑한 물질, the polymerization of acrylic acid blended with sodium hydroxide, polyacrylamide copolymer, ethylene maleic anhydride copolymer, cross-linked carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol copolymers, starch grafted copolymer of polyacrylonitrile등 일 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 예에 따른 댐(DAM)은 접착 레진의 성분을 조절하여 비교적 다양한 수분 흡수 물질(GT)을 적용할 수 있다. 그러나, 평탄화층(PAC)은 성분을 조절하는데 한계가 있어, 평탄화층(PAC)에 포함되는 제1 수분 흡수 물질(GT1)은 수분 팽창에 의한 영향을 방지하기 위해 제2 수분 흡수 물질(GT2) 보다 작은 물질이 적용된다. 본 발명의 제1 예에 따른 제2 수분 흡수 물질(GT2)은 평탄화층(PAC)에 포함되는 제1 수분 흡수 물질(GT1)과 같은 물질을 적용할 수 있다.
상기 측면 실링 부재(미도시)는 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 측면에 배치된다. 측면 실링 부재는 제1 및 제2 기판(110, 120)의 빛 샘 방지와 측면 보호를 위해 제1 및 제2 기판(110, 120)의 측면을 덮도록 배치된다. 측면 실링 부재는 열 경화성 또는 광 경화성 수지로 구성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 평탄화층(PAC)에 제1 수분 흡수 물질(GT1)을 포함함으로써, 평탄화층(PAC)이 봉지층(INC) 밖으로 노출되더라도 평탄화층(PAC)에 포함된 상기 제1 수분 흡수 물질(GT1)이 수분을 흡수하여, 수분이 유기 발광 소자(OLED)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 댐(DAM)에 제2 수분 흡수 물질(GT2)을 포함함으로써, 외부로부터 침투할 수 있는 수분을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 댐(DAM)에서 일차적으로 수분을 차단하고, 평탄화층(PAC)에서 이차적으로 수분을 차단함으로써, 유기 발광 소자(OLED)를 수분으로부터 보호할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 평탄화층(PAC)에 포함된 제1 수분 흡수 물질(GT1)이 유기 발광 소자(OLED)에 가깝게 배치되어 최종적으로 수분을 흡수하기 때문에, 댐(DAM)에 다량의 제2 수분 흡수 물질(GT2)을 포함시키지 않아도 된다. 즉, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 다량의 제2 수분 흡수 물질(GT2)을 포함시키기 위해서 댐(DAM)의 두께를 넓게 형성하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 댐(DAM)에만 수분 흡수 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치보다 수분 흡수 효과 및 신뢰성은 더 높으면서도, 댐(DAM)의 두께를 줄일 수 있어 내로우(narrow) 베젤 구현이 가능하다.
본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 댐 두께를 넓히지 않고도 수분 침투 방지 기능을 수행할 수 있기 때문에, 내로우 베젤(narrow bezel) 구현이 가능하여 미감이 증진되고, 비슷한 크기의 제품에서 실제 화면이 넓어지는 효과가 있다.
도 6는 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 기판을 보여주는 평면도이다. 도 7은 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다. 이는 도 6에 도시된 II-II’선의 단면을 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 5에 도시된 도면에서 댐(DAM)이 분리된 것을 제외하고 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 댐(DAM)은 제1 댐(D1) 및 제2 댐(D2)을 포함한다.
상기 제1 댐(D1)은 표시영역(DA)과 가장 가깝게 배치되며, 평탄화층(PAC), 제2 전극(CAT), 및 봉지층(INC)과 일부 중첩될 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 이러한 제1 댐(D1)은 도 4 및 도 5에서 서술한 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 댐(DAM)과 두께를 제외하고 동일하다. 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 댐(D1)의 두께는 본 발명의 제1 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 댐(DAM)의 두께보다 얇을 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 예에 따른 제1 댐(D1)은 제1 예에 따른 댐(DAM)보다 접착력이 다소 떨어지는 대신에 많은 양의 제2 수분 흡수 물질(GT2)을 포함할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
상기 제2 댐(D2)은 제1 댐(D1)의 바깥쪽 측면에 접하도록 배치된다. 제2 댐(D2)은 외곽에 배치되어 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 외곽부를 지탱한다. 이러한 제3 댐(D3)은 접착 레진과 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 접착 레진은 실런트(sealant)로 이루어질 수 있으며, 실런트를 이용한 사이드 실링 공정으로 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착할 수 있다. 일 예에 따른 접착 레진은 열경화와 자외선(UV) 경화성 레진으로, 열경화 촉진제 및/또는 광개시제가 첨가된 에폭시계 또는 아크릴계 레진일 수 있다.
상기 스페이서는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다. 스페이서는 접착 레진과 혼합하여 형성됨으로써, 접착 레진이 경화된 후 접착 레진 내에 스페이서가 포함되는 구조를 가진다.
이와 같은, 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 접착 레진과 스페이서로 이루어지는 제2 댐(D2)을 추가로 포함함으로써, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)간의 접착력이 증가할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 스페이서를 포함하는 제2 댐(D2)에 의해서 외부 충격에도 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 유지할 수 있어 유기 발광 표시 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 제1 기판 120: 제2 기판
T: 박막 트랜지스터 PAS: 보호층
PAC: 평탄화층 OLED: 유기 발광 소자층
BNK: 뱅크 INC: 봉지층
FL: 충진층 CF: 컬러필터
BM: 차광층 DAM: 댐
D1: 제1 댐 D2: 제2 댐
GT1: 제1 수분 흡수 물질 GT2: 제2 수분 흡수 물질
T: 박막 트랜지스터 PAS: 보호층
PAC: 평탄화층 OLED: 유기 발광 소자층
BNK: 뱅크 INC: 봉지층
FL: 충진층 CF: 컬러필터
BM: 차광층 DAM: 댐
D1: 제1 댐 D2: 제2 댐
GT1: 제1 수분 흡수 물질 GT2: 제2 수분 흡수 물질
Claims (11)
- 표시영역 및 비 표시영역을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 배치되는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터 상에 마련되는 평탄화층;
상기 평탄화층 상에 마련되며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기 발광 소자층;
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판; 및
상기 유기 발광 소자층을 둘러싸도록 상기 제1 기판의 비 표시영역과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 댐을 포함하고,
상기 댐은 상기 평탄화층의 측면에 배치되는 제1 댐 및 상기 제1 댐 측면에 배치되는 제2 댐을 포함하며,
상기 평탄화층은 제1 수분 흡수 물질을 포함하고, 상기 제1 댐은 제2 수분 흡수 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수분 흡수 물질의 크기는 상기 제2 수분 흡수 물질의 크기 보다 작은 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수분 흡수 물질은 상기 제2 수분 흡수 물질과 같은 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유기 발광 소자층 상에 봉지층을 더 포함하고,
상기 봉지층은 상기 댐과 중첩되는 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐은 상기 평탄화층과 접하지 않는 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수분 흡수 물질은 유기물인 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수분 흡수 물질은 고흡수성 폴리머(super absorption polymer)인 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 수분 흡수 물질은 폴리아크릴엑시 재료에 소듐크로라이드를 도핑한 물질인 유기 발광 표시 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 댐은 접착 레진 및 스페이서를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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